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Insolite: un gigantesque explosion d’étoile a créé un trou noir dans la Voie lactée

Une sorte de « cavité » géante entourée de deux nébuleuses, le nuage de Persée et le nuage du Taureau, qui est apparue après – au moins – l’explosion d’une étoile géante. C’est ce que des astronomes ont découvert dans la Voie lactée. Une étude publiée mercredi 22 septembre dans la revue Astrophysical Journal Letters.

Les nuages moléculaires de Persée et du Taureau, comme on les appelle, sont étudiés depuis longtemps en raison de leur proximité avec la Terre – entre 500 et 1 000 années-lumière – et sont une paille à l’échelle de notre Voie lactée, qui s’étend sur 80 000 années-lumière de diamètre.

Mais aussi parce qu’elle abrite des pouponnières d’étoiles, qui se sont formées grâce au mélange de gaz moléculaire et de poussières qui composent ces nuages. Enfin, parce que ces nébuleuses semblaient être reliées par une sorte de fil conducteur. Puis j’ai exclu l’observation, en raison de leur distance par rapport à notre planète.

Ce qui est amusant avec ces deux nuages, explique le chercheur Shmuel Bialy, de Harvard et du Smithsonian Astrophysics Center, c’est que « nous constatons qu’ils sont bien reliés, mais pas de la manière dont nous l’imaginons : par une cavité géante ».

Le type de boule qui est vide à l’intérieur

C’est la première fois que des scientifiques ont pu concevoir une carte en 3D d’une telle structure, surnommée “Shell Bear Tau”. Grâce à des techniques de calcul et d’imagerie avancées, et surtout à une carte des gaz moléculaires d’une zone beaucoup plus vaste, elle a été établie à partir des données du télescope spatial européen Gaia.

Il faut imaginer une « sorte de champ qui serait vide à l’intérieur » Selon M. Bialy, une « Superbulle » Comme on l’appelle, son diamètre est d’environ 500 années-lumière (environ 4,7 millions de km), et son enveloppe extérieure est constituée en partie de deux clones de Persée et du Taureau.

La cavité contient déjà un peu de poussière, « mais à une densité très faible par rapport à celle des nuages », explique le cosmologiste et astrophysicien Torsten Enslin, professeur associé à l’Institut Max Planck allemand d’astrophysique et co-auteur de l’étude avec Shmuel Bialy. Il est l’un des scientifiques qui, en 2019 et 2020, ont réalisé la première carte en 3D des nuages de poussière proches de notre soleil. Et ce, grâce aux données de Gaia sur l’emplacement et les caractéristiques de plus de 5 millions d’étoiles dans cette banlieue solaire.

C’est un collègue de M. Bialy, Kathryn Zucker, post-doctorante et astrophysicienne, qui signe mercredi une deuxième étude sur le sujet pour expliquer comment les scientifiques ont mis cette carte à profit, grâce à des algorithmes développés en partie sous sa direction.

« C’est la première fois que nous pouvons utiliser des vues réelles en 3D, et non des simulations, pour comparer la théorie à l’observation, et estimer quelles théories fonctionnent le mieux. » Pour clarifier la source de cette cavité géante et des nuages installés à sa surface, elle a déclaré dans un communiqué de presse du Centre d’astrophysique.

« Nous pensons qu’à cause de la supernova, une énorme explosion a poussé ces gaz et formé ces nuages » Bialy, dont l’étude propose un scénario de supernova multiple. Selon cette théorie, une ou plusieurs étoiles ont explosé à la fin de leur vie et ont progressivement repoussé la plupart des gaz dans lesquels elles baignaient pour former cette cavité, il y a entre 6 millions et 22 millions d’années.

Aujourd’hui, nous remarquons que la cavité est dans sa phase finale, où elle a déjà ralenti [son expansion] pour permettre aux nuages de se former à propos de Persée et du taureau, dit M. Bialy. Il a maintenant l’intention de se concentrer sur les groupes d’étoiles plus jeunes qui y apparaissent.

Quant au professeur Ensslin, il s’attend à « la découverte de nombreuses autres structures » comme Shell Bear Tau. « Cette bulle est probablement une parmi d’autres », explique-t-il, ajoutant que malgré sa taille, elle prend peu de place dans la carte 3D produite par son département. Elle reste à explorer et à baptiser…

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